Przejdź do treści

ALMA: detekcja zlewających się ze sobą galaktyk wczesnego Wszechświata

Merger galaktyczny B14-65666

Naukowcy zaobserwowali ślady tlenu, węgla i pyłu pochodzące z niezwykłej galaktyki, która musiała powstać w bardzo wczesnym Wszechświecie - mniej więcej 13 miliardów lat temu. Umożliwiła to czuła sieć radioteleskopów ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

Jest to najwcześniejsza ze znanych galaktyk, w której wykryto tę ciekawą kombinację trzech różnych sygnałów na falach milimetrowych. Porównując sygnały typowe dla różnych związków i pierwiastków zespół astrofizyków ustalił, że ta galaktyka to w rzeczywistości... dwie galaktyki łączące się ze sobą, co czyni ją najwcześniejszym w historii kosmosu przykładem znanych zlewających się galaktyk - tak zwanych mergerów galaktycznych.

Takuya Hashimoto z Japan Society for the Promotion of Science i Uniwersytetu Waseda wraz ze swym zespołem użył sieci radioteleskopów ALMA w celu bliższego przyjrzenia się B14-65666 - galaktyce leżącej w odległości 13 miliardów lat świetlnych od nas. Ze względu na skończoną prędkość światła wszystkie sygnały, które otrzymujemy dziś od B14-65666, musiały do nas podróżować przez aż 13 miliardów lat. Innymi słowy - dzięki sieci ALMA widzimy, jak właściwie galaktyka ta wyglądała 13 miliardów lat temu, czyli mniej niż 1 miliard lat po Wielkim Wybuchu.

ALMA wykryła w niej emisję radiową tlenu, węgla i pyłu. Jest to najwcześniej powstała w kosmosie, znana nam galaktyka, w której zaobserwowano te wszystkie trzy sygnały naraz. Takie badania są ważne, ponieważ dają nam wiele wzajemnie uzupełniających się informacji. Analiza danych wykazała ponadto, że obszar emisji linii specyficznych dla danego pierwiastka jest podzielony na dwa osobne regiony - jak gdyby plamy. Poprzednie obserwacje wykonane z pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a dodatkowo ujawniły dwie gromady gwiazd w B14-65666. Teraz, dzięki trzem sygnałom emisji wykrytym przez anteny ALMA, zespół był w stanie wykazać, że obie plamy faktycznie tworzą jeden układ galaktyczny, ale mają różne prędkości.

Oznacza to, że owe “plamy” są najprawdopodobniej dwiema galaktykami zaobserwowanymi w procesie łączenia się ze sobą. To najwcześniejszy znany przykład zlewania się galaktyk. Zespół oszacował, że całkowita masa gwiazdowa B14-65666 jest mniejsza niż 10% masy Drogi Mlecznej. Oznacza to, że B14-65666 zaobserwowano teraz w najwcześniejszych fazach jej ewolucji. Ale pomimo swego młodego wieku B14-65666 produkuje gwiazdy 100 razy bardziej aktywnie niż Droga Mleczna. Tak wysokie tempo procesów gwiazdotwórczych jest kolejną ważną przesłanką za istnieniem galaktycznego mergera, bowiem kompresja gazu w zderzających się galaktykach w naturalny sposób prowadzi właśnie do powstawania nowych gwiazd.

Współcześnie istniejące galaktyki, w tym nasza Droga Mleczna, w swym życiu doświadczały wielu gwałtownych procesów zlewania się z innymi galaktykami. Czasami większa z galaktyk pochłaniała wówczas mniejszą. W nieco rzadszych przypadkach galaktyki o podobnej wielkości łączyły się spokojniej, tworząc ostatecznie nową, większą galaktykę. Mergery są w każdym z tych przypadków ważnym etapem w ewolucji galaktyk, co czyni je ciekawymi zjawiskami do obserwacji i badań.

- Naszym następnym krokiem będzie poszukiwanie emisji kolejnego ważnego pierwiastka chemicznego - azotu, a także cząsteczki tlenku węgla - podsumowuje Akio Inoue z Uniwersytetu Waseda. - Liczymy ostatecznie na zaobserwowanie gromadzenia się i ruchów różnych pierwiastków we wczesnych galaktykach.

- Detekcja trzech różnych sygnałów na falach radiowych w tak daleko od nas położonym obiekcie wyraźnie pokazuje wysoką użyteczność sieci ALMA w zakresie badań bardzo odległego Wszechświata - dodaje Hashimoto.

 

Czytaj więcej


Źródło: ALMA Observatory/NAOJ

 

ALMA-Merger

Na zdjęciu: Złożony obraz B14-65666 przedstawiający rozkład pyłu (kolor czerwony), tlenu (zielony) i węgla (niebieski) w galaktyce obserwowanej przez sieć ALMA, oraz gwiazdy (biały) zarejestrowane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Źródło: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, Hashimoto et al.

Na zdjęciu powyżej: Łączenie się galaktyk B14-65666 znajdujących się w odległości 13 miliardów lat świetlnych od Ziemi - wizja artystyczna. Źródło: NAOJ.